Коррозия цементного бетона это

Почему возникает коррозия бетона и как с ней совладать?

При изготовлении по всем правилам коррозия бетона изделиям из него не жутка, и служить они будут весьма длительно. Бетон обязан иметь сопротивляемость к коррозионному действию на цементный гранит.

Коррозия бетона это процесс разрушения целостности материала, возникающих из-за действия наружных агрессоров.

В истинное время конкретно бетон остается одним из самых нужных материалов в строительной сфере. Качествами этот материал владеет по большей части положительными и стоек к атмосферным действиям.

Систематизация видов коррозии бетона

Существует некоторое количество видов коррозии и вариантов ее протекания.

Растворение компонент бетонного камня

Один из самых уязвимых для воды компонент – гашеная известь (гидрат оксида кальция). Это вещество попадает в бетонную смесь или в процессе ее производства, или при обработке бетонных частей водой, грязной вредными примесями. При проникновении воды вглубь бетонной конструкции гидрат оксида кальция просто растворяется и вымывается, что приводит к нарушению структуры цементного камня.

Характеристики, действующие на скорость растворения и вымывания гидроксида кальция:

• Температура, приблизительно равная +20°C, – более благоприятна для этого процесса. В критериях наиболее больших температур растворимость этого компонента понижается.
• Длительное неизменное действие воды. Приводит не только лишь к полному вымыванию гидроксида кальция, да и к разложению остальных гидратных компонент – глинозема, кремнезема и оксида железа – до рыхловатого состояния, что существенно понижает крепкость бетонного камня.
• Чем больше процентное содержание минеральных наполнителей с гидроксидом кальция, тем лучше процесс их вымывания.

Методы значимого замедления разрушающих действий:

• введение пуццолановых присадок, связывающих гидроксид кальция и повышающих водонепроницаемость бетона;
• применение бетонов завышенной плотности;
• искусственная карбонизация конструкций;
• проведение действенных мероприятий по гидроизоляции поверхности.

Хим коррозия

Таковая коррозия происходит из-за химреакций меж компонентами цементного камня и химически активными средами. В итоге этих взаимодействий происходит или вымывание соединений, просто растворяющихся в воде, или образование рыхловатых осадков, не владеющих вяжущими качествами. Выделяют несколько подвидов данной для нас коррозии: углекислотная, кислотная и щелочная.

В случае протекания реакции меж гидратом оксида кальция (гашеной известью) и углекислым газом, содержащимся фактически во всех природных водах, появляется водонерастворимый CaCO₃ и вода.

Водонерастворимый карбонат кальция CaCO₃ равномерно скапливается в микропорах и микротрещинах бетонного камня, вызывает повышение его размера и становится предпосылкой трещинообразования и следующего разрушения материала. Карбонат кальция при содействии с водой и углекислым газом образует бикарбонат кальция, представляющий опасность для структуры бетона, а при наличии воды – просто вымывающийся из бетонного элемента. Чем выше концентрация углекислоты в воды, тем лучше протекает реакция разрушения конструкции.

При содействии гашеной извести с кислотосодержащими водами в искусственном камне происходит химкоррозия бетона с образованием хлористого кальция, просто удаляемого водой.

Кроме соляной кислоты, почаще всего в природных водах находятся серная и азотная кислоты. Серосодержащее соединение кальция – CaSO₄, как и карбонат кальция, скапливается в микропорах бетона, равномерно приводя к потере его черт. С сульфатами интенсивно реагируют не только лишь гидроксид кальция, да и алюминатные составляющие бетонного камня. Такие реакции являются ненужными, так как в итоге их протекания образуются гидросульфоалюминаты.

Самая страшная соль – эттрингит – по мере роста кристаллов вызывает весьма мощные напряжения снутри бетонного элемента.

Устойчивость бетонного камня к сульфатсодержащим средам почти во всем зависит от вида минерального вяжущего. Потому, если планируется эксплуатация бетона в сульфатсодержащих водах, то при его производстве употребляются пуццолановый либо сульфатостойкий цементы. Не считая неорганических кислот, коррозию могут стимулировать органические кислоты – молочная и уксусная.

Очередной вид хим коррозии – щелочной – вызывает очень огромное количество противоморозных добавок, используемых при производстве консистенции. Почаще всего встречаются реакции меж кремнеземом, содержащимся в заполнителях бетонной консистенции, и соединениями калия и натрия. Хлориды калия и натрия находятся в засоленных почвах, морской воде, реагентах, применяемых в борьбе с гололедом. В итоге таковых взаимодействий в цементном камне образуются гидратированные соединения, расширяющиеся в критериях высочайшей влажности с возникновением трещинок. Из трещинок в неких вариантах может выделяться силикат натрия.

Биокоррозия

Био коррозия возникает в итоге негативного воздействия грибков, микробов и водных растений неких разновидностей. Они попадают в поры искусственного камня и развиваются в их. Из-за скопления товаров их жизнедеятельности бетонный гранит разрушается.

Для борьбы с разрушением бетонных конструкций из-за брутальных биофакторов употребляют биоцидные добавки, глубоко проникающие в поры материала и уничтожающие мельчайшие организмы.

Физическая

К резвому разрушению бетонных частей приводят попеременные циклы замерзания-оттаивания во время набора марочной прочности. Избавиться от данной для нас задачи можно методом сотворения обычных критерий для схватывания и твердения бетонной консистенции.

Радиационная

Этому виду коррозионного разрушения подвергаются бетоны в итоге радиационного облучения, из-за которого из материала удаляется кристаллизованная вода. Удаление воды нарушает структуру бетона, понижает его крепкость, провоцирует возникновение трещинок.

Коррозия бетона (железобетонных конструкций) в экстремальных критериях эксплуатации

Экстремальными критериями можно именовать действие на бетонный гранит весьма низких температур и разных веществ, владеющих завышенной злостью.

Довольно всераспространенным случаем коррозии бетона в экстремальных критериях является разрушение материала под действием сульфатов (хим коррозия бетона). Сначала, с сульфатами ведут взаимодействие алюминатные составляющие бетонного камня и гидроксид кальция. Весьма ненужным является взаимодействие алюминатных минералов и сульфатов. В итоге появляется несколько модификаций гидросульфоалюмината, самым небезопасным из которых, является эттрингит (3СaO•Al₂O₃•3CaSO₄•32H₂O). Данная соль по мере собственного роста (роста кристаллов) образует снутри бетона весьма высочайшие напряжения, которые существенно превосходят прочностные свойства цементного камня. В итоге, под действием смесей, в состав которых входят сульфаты, коррозионное разрушение бетона протекает весьма активно.

При содействии гидроксида кальция с сульфатами появляется CaSO₄•2H₂O. С течением времени вещество накапливается в поровом пространстве бетона, равномерно его разрушая.

Устойчивость к действию сульфатсодержащих сред весьма очень зависит от минералогического состава бетона. Если в цементе содержание минералов на базе алюминия и трехкальциевого силиката ограничено, то он в данной среде наиболее стоек.

Действие на цементный гранит брутальных веществ

Данный вид коррозии возникает при действии на цементный гранит разных брутальных веществ, соприкасаясь с которыми образуются 2 типа соединений:

1. Соли
2. Бесформенные массы

Образующиеся соли являются легкорастворимыми и растворяются (вымываются) водой. Бесформенные массы, фактически не владеют ни какими связывающими качествами (кислотная коррозия).

Кислотная коррозия возникает когда повлияет неважно какая из кислот, не считая поликрениевой и кремне-фтористо-водородной кислоты. Эти кислоты, при содействии с гидроксидом кальция, делают легкорастворимые соли CaC12 в том числе, которые повсевременно наращивают собственный размер CaSO4-2H2O:

Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2О Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4.2H2O

При действии таковых кислот, начинают разрушаться: гидроалюминаты, гидросиликаты и гидроферриты, делают легкорастворимые соли и остальные доп бесформенные массы.

Защита от слабеньких кислотных сред pH =4-6, осуществляется при помощи специального кислотостойкого материала (покрывают пленкой, окрашивают итд). Если кислотные коррозии являются сильными, ph

Виды коррозии и предпосылки появления

Бетон, который находится на улице, повсевременно подвергается нехорошему действию окружающей среды. Осадки, температурные колебания, кислоты и газы – все это вызывает определенные физические и хим реакции в структуре материала. На основании проведенных исследовательских работ были определены виды коррозии бетона, также главные предпосылки ее появления.

Био

Данный вид конфигурации бетона и железобетона происходит в итоге накапливания солей в микротрещинах и капиллярах конструкции, нерастворяющихся в воде. Равномерно создается жесткий гранит, которой провоцирует разрушение бетона. Не исключено, что в поры материала может быть проникновение микробов, грибов и водных растений, которые продолжают плодиться и стимулировать растрескивание конструкции.

Физико-химическая

Это процесс вымывания из тела материала принципиальных компонент. Конструкции в главном употребляются на открытом участке местности, потому на их действуют наружные нехорошие причины. В составе бетонной консистенции находится гидроксид кальция, улетучивающийся под действием увлажненной среды либо воды. Под воздействием этого действия нарушается структура бетона, и начинают появляться трещинкы, провоцирующие процессы предстоящего его разрушения.

Хим

Хим коррозия бетона – это процесс вымывания извести, образованной легкорастворимыми соединениями, при конкретном контакте с кислотной средой. Под действием брутальных сред происходит образование солей и бесформенных масс. 1-ые создаются в процессе взаимодействия с негативными факторами, они стремительно растворяются и совместно с водой вымываются. Связующие свойства у бесформенных масс совершенно отсутствуют.

Хим коррозию распознают в итоге возникновения гидроферитов, гидроалюминатов и гидросиликатов, содействующих появлению растворимых солей и других веществ. Содержание углеродных диоксидов провоцирует возникновение коррозии бетонных конструкций углекислотного типа. Причина возникновения разрушения оксидной пленки, образованной карбонатом — превышение допустимых по содержанию характеристик углекислоты.

Чтоб обеспечить защиту железобетонной конструкции и бетона, следует изучить причину появления неблагоприятных причин действия и учитывать это во время производства, монтажных работ и при уходе за бетоном.

Коррозия от разрушения арматуры

Железобетонные изделия состоят из 2-ух компонент — это бетонная смесь и арматура. Крайняя оказывает конкретное воздействие на материал. В процессе использования происходит ржавление сплава, поэтому что на бетон действуют хим элементы: хлор, сероводород и сернистые газы. В теле бетонной конструкции возникает внутреннее напряжение, что приводит к образованию трещинок.

Воздушная среда и вода приникают вовнутрь через поры бетонного изделия. Химическая коррозия происходит вследствие неравномерности действия негативных сред, а скорость реакций зависит от уровня проникания воды и размеров пор камня.

Если весьма длительно бетон находится на открытом воздухе, то под действием углекислоты будет создаваться узкий слой оксидной пленки, который не растворяется в воде и не вступает в реакцию с солями. Заглавие процесса — карбонизация. Она защищает от возникновения ржавчины бетонный гранит, но становится предпосылкой образования коррозии арматуры.

При изготовлении железобетонных изделий следует учесть противокоррозионную обработку арматуры. Эти требования неотклонимы и регламентированы нормативными документами.

Виды и механизмы

Помните пословицу «где тонко, там и рвется»? Она полностью относится к деградации всех конструкционных материалов.

Железобетон — композит из нескольких видов сырья, различающихся механической прочностью и устойчивостью к различного вида наружным действиям.

Давайте разберем главные виды коррозии и механизмы их появления.

Вымывание

Невзирая на высшую плотность, бетон — материал пористый. Причина — в том, что схватывание цемента и следующая сушка раствора сопровождаются значимым уменьшением его размера.

Направьте внимание: поризованные газо- и пенобетон — отдельный разговор. В их случае поры создаются преднамеренно — введением в раствор пены либо газообразующих компонент (обычно, дюралевого порошка). Цель — придание бетону наибольших теплоизоляционных свойств.

Увлажнение бетона с следующим неравномерным испарением воды приведет к постепенному движению воды через поры. В процессе движения та гашеная известь Ca(OH)2 будет равномерно вымываться; ну, а раз связывающего в толще бетона становится меньше — его крепкость падает.

Более наглядно процесс вымывание показывают высолы — белоснежные разводы и наросты на поверхности бетона, остающиеся там, где он нередко мокнет. Их наличие гласит о том, что система быстро утрачивает крепкость.

Высолы на потолке погреба.

Разложение кислотами

Под действием кислот и их аква смесей в бетоне может протекать огромное количество деструктивных действий.

Разберем более обыкновенные.

• При действии кислот гашеная известь соединяется с атмосферной углекислотой с образованием нерастворимой соли и воды. Формула, описывающая реакцию, имеет вид Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

Чудилось бы — чему огорчаться, если растворимое соединение кальция заменено наиболее размеренным? Ведь процесс вымывания в этом случае должен на сто процентов закончиться. Не здесь — то было: кристаллы CaCO3 не попросту заполняют поры — они стремятся расширить, взломать их; в итоге бетон начинает растрескиваться.

• При излишке воды (проще говоря — во мокроватом бетоне) предстоящее преобразование минералов приобретает вид CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2. Приобретенный бикарбонат кальция опять растворим для воды; наиболее того — очень растворим: он быстро вымывается, оставляя опосля себя поры и… падение конструкционной прочности.
• В присутствии раствора соляной кислоты гашеная известь преобразуется в хлористый кальций: Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O. И эта соль только просто растворяется в воде; итог полностью предсказуем — опять-таки ослабление конструкции.

Сульфатное разложение

В критериях компаний хим индустрии (а именно, производящих удобрения) достаточно всераспространенным случаем является так именуемая сульфатная коррозия бетона.

В итоге взаимодействия с сульфатами гашеной извести и присутствующих в цементе алюминатов появляется, а именно, гидросульфоалюминат эттрингит (3СaO•Al2O3•3CaSO4•32H2O). Кристаллы в процессе роста вызывают значимые напряжения, значительно превосходящие прочностные характеристики цементного камня.

Ржавление арматуры

Тут все просто и понятно: контакт низкоуглеродистых сталей с водой и воздухом приводит к образованию малопрочного Fe2O3 и наиболее сложных окислов и солей. Армирование обязано принимать перегрузки на растяжение; при падении прочности арматуры значительные перегрузки на извив приводят к возникновению трещинок и… ускоренному падению прочности уцелевшего армирования вследствие прямого контакта с водой и воздухом (см.также статью «Подпорные стенки из бетона: разработка возведения от экспертов»).

Био разложение

Последствия высочайшей влажности при температурах выше нуля общеизвестны: конструкции из кирпича, камня и бетона обживаются мхом и плесенью.

В итоге разрушение идет 2-мя способами:

1. Несчастная известь и ее соединения служат грибку едой.
2. Скопление товаров метаболизма в порах приводит к росту внутренних напряжений.

Грибок на бетонной стенке.

Морозное разрушение

Представьте для себя, что происходит с участком увлажненной бетонной конструкции при падении температуры ниже нуля.

1. Вода в ее порах начинает кристаллизоваться.
2. Лед, имеющий больший по сопоставлению с водой размер, стремится расширить поры. В конструкции возникают микротрещины; по мере их расширения к разрушению железобетона подключается коррозия арматуры.

Коррозия железобетона

Железные части конструкции покрывают особыми лакокрасочными защитными материалами.

Разрушению из-за воды и хим соединений подвержены строения не только лишь из бетона, да и из железобетона. В железобетонных система добавочно находится арматура из сплава, которая может стать источником (предпосылкой) коррозии химического типа. Но, невзирая на это, железобетон – наиболее устойчивый материал, чем обычный бетон. Источником его стойкости является наличие специального слоя на поверхности; конкретно он защищает внутреннюю структуру. Да и тут со временем атмосфера, а непосредственно углекислый газ и осадки с смесями солей, разрушают этот слой. Защита железобетонной конструкции в этом случае, будет различаться от методов защиты бетона от коррозии.

Для того чтоб минимизировать последствия химической коррозии и очень замедлить процесс разрушения, в бетон вводятся особые вещества. Такие вещества именуются ингибиторами железной коррозии; основное их назначение – защита материала, средством сотворения защитной пленки на поверхности арматуры, принципиально не допустить ее контакт с бетоном, влагой и окружающим воздухом. Ингибиторы можно наносить на поверхность либо добавлять в бетон в процессе производства. Схожая защита гарантирует сохранность железобетонных конструкций от возникновения коррозии.

Кроме этого, для защиты арматуры железобетона нередко используют и обычные способы, которые отлично зарекомендовали себя при использовании в обычных железных системах. К примеру, так именуемый метод протекторных анодов. При всем этом методе с каркасом железобетона соединяется иной метал, который в основном склонен к химической коррозии. Защита состоит в том, что соединяясь с железобетонным каркасом, идет химическая реакция, разрушению подвергается конкретно этот металл-болванка. Таковым образом, химическая коррозия железобетона начинается лишь опосля того, как эта болванка на сто процентов разрушится.